Question

8．某化学兴趣活动小组为测定空气中氧气的含量，进行如下探究实验：

（1）如图1所示，在一个具有刻度和可以滑动的活塞的玻璃容器中放入一粒白磷（白磷燃烧所需的最低温度为40℃），将玻璃容器固定好，放在盛有85℃热水的烧杯上．请回答下列问题：实验中可以看到玻璃容器内白磷燃烧时的现象是发出黄光，放出热量，产生大量白烟，实验结束后，恢复至常温，活塞应停在刻度4处，出现该现象的原因是：白磷燃烧消耗了空气中气态的而生成了固态的五氧化二磷，从而使玻璃容器内的气体体积减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理，认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，并按如图2装置进行实验．
小军检查装置气密性后，将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧，待红热的木炭熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，并未发现倒吸现象．经过认真分析，小军发现实验失败的原因是（答一条）木炭燃烧生成二氧化碳，占了氧气的空间．
（3）若用镁条代替红磷，实验后，集气瓶中进入的水量应该大于（填“大于”或“小于”）$\frac{1}{5}$，用铁丝不能（填“能”或“不能”）完成实验．

Answer 1

分析 本题是测定氧气在空气中的体积分数的实验探究，要把空气中的氧气消耗掉，在本实验中用的是过量的白磷或红磷，燃烧后的生成物是固体，不需要占很大的空间．白磷燃烧的现象有：发出黄光，放出热量，产生大量白烟；实验结束后，恢复至常温，活塞应停在刻度4处，出现该现象的原因是：白磷燃烧消耗了空气中氧气而生成了固态的五氧化二磷，从而使玻璃容器内的气体体积减小；小军发现实验失败的原因是：木炭燃烧生成二氧化碳，占了氧气的空间；若用镁条代替红磷，实验后，集所瓶中进入的水量应该大于五分之一，因为镁不仅与氧气反应，还有氮气反应；不能用铁丝完成本实验，因为铁丝在空气中不燃烧．

解答 解：（1）白磷燃烧的现象有：发出黄光，放出热量，产生大量白烟；实验结束后，恢复至常温，活塞应停在刻度4处，出现该现象的原因是：白磷燃烧消耗了空气中氧气而生成了固态的五氧化二磷，从而使玻璃容器内的气体体积减小；故答案为：发出黄光，放出热量，产生大量白烟；4；五氧化二磷；减小；
（2）小军发现实验失败的原因是：木炭燃烧生成二氧化碳，占了氧气的空间；故答案为：木炭燃烧生成二氧化碳，占了氧气的空间；
（3）若用镁条代替红磷，实验后，集所瓶中进入的水量应该大于五分之一，因为镁不仅与氧气反应，还有氮气反应；不能用铁丝完成本实验，因为铁丝在空气中不燃烧；故答案为：大于；不能；

点评 本考点是测定氧气在空气中的体积分数，属于实验方法和过程的探究．这类探究实验中要注意以下几点：①装置的严密性②所用药品的量③生成物的状态④读数时要冷却到原温度等．要具体问题具体分析，根据设计的步骤中不同的现象去思考，从而得出正确的结论．本考点经常出现在选择题、填空题和实验题中．